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Los duelistas matemáticos: la pelea que resolvió las ecuaciones de tercer grado

agatamanuelPor Manuel de León y Ágata Timón (Instituto de Ciencias Matemáticas, CSIC)*

Traiciones, engaños, muertes y duelos intelectuales… La resolución de las ecuaciones de tercer grado –las que incluyen al menos una incógnita elevada al cubo, x3– enfrentó a algunos de los más célebres matemáticos italianos del Renacimiento.

Como ya hemos contado, en 1535 Niccolò Tartaglia parecía ser el mayor experto mundial en la materia. Su fama comenzó a propagarse tras demostrar, en un enfrentamiento público con Antonio Maria Fiore, que conocía el método para resolver varios tipos de ecuaciones de tercer grado. Sin embargo, todavía no se había encontrado una solución para la fórmula general: ax3 + bx2 + cx + d = 0.

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Niccolò Tartaglia.

Pobre, autodidacta y tartamudo, Tartaglia decidió guardar sus resultados como un tesoro y no hacerlos públicos… hasta que en su camino se cruzó el médico, matemático y filósofo Gerolamo Cardano.

Para situar al personaje, hay que decir que, antes de todas esas cosas, Cardano era jugador; durante los años de estudiante, el juego era su principal sustento. Usaba sus conocimientos de probabilidad y combinatoria para ganar a los dados, al ajedrez, a las cartas, etc. Tanto es así, que su libro El libro de los juegos del azar se considera la primera obra escrita de cálculo de probabilidades.

Cuando estaba finalizando su segundo libro, La práctica de la aritmética y la medición simple, se le antojó que un gran final para la obra sería incluir la fórmula de resolución de la ecuación de tercer grado. Intentó convencer a Tartaglia de que le revelase sus resultados mediante intermediarios, pero sin éxito. Cardano no claudicó e invitó a Tartaglia  a Milán para poder halagarle y, al parecer, prometerle que no revelaría su secreto a nadie.

Tartaglia, agasajado por la riqueza y el poder de Cardano, de los que él nunca dispuso, accedió, confiando en la promesa del médico y matemático. Sin embargo, Cardano tardó poco en difundir su resultado: lo publicó en su libro El gran arte o las reglas del álgebra (Ars Magna), considerado el texto precursor del álgebra moderna. Aunque en el libro Cardano reconocía la autoría de las ideas de Tartaglia, eso no aplacó la ira del matemático de Brescia. Le había robado sus ideas y su reconocimiento público y le había engañado.

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Gerolamo Cardano.

¿Realmente fue eso lo que sucedió? Según puede leerse en el escrito de Cardano, partiendo de las técnicas de Tartaglia, había encontrado una fórmula general de la ecuación de tercer grado. Simultáneamente, su estudiante, Ludovico Ferrari, había conseguido resolver uno de los tipos de la ecuación de cuarto grado. Además, Cardano demostraba por primera vez que las soluciones de la ecuación pueden ser negativas, irracionales e incluso pueden implicar raíces cuadradas de números negativos. El trabajo de Cardano tenía, por tanto, numerosas ideas originales.

La obra contó con un gran reconocimiento que no hizo más que amargar aún más a Tartaglia. El matemático emprendió una violenta campaña contra Cardano, a través de cartellos (cartas de desafío), que desencadenó una larga pelea pública. Sin embargo, no fue Cardano el que respondió a las ofensas, pese a los muchos intentos de Tartaglia de retarle públicamente, sino Ferrari. Pese a que Tartaglia no quería pelear públicamente con el estudiante, al final lo acabó haciendo, posiblemente por la presión de una posible plaza de profesor de geometría en su ciudad natal, Brescia.

El enfrentamiento tuvo lugar el 10 de agosto de 1548 y, pese a que no hay documentación clara de lo que aconteció, no hay duda de que el vencedor fue Ferrari: negaron el sueldo  a Tartaglia en Brescia, después de trabajar un año como profesor, mientras que la carrera de Ferrari se catapultó. La gloria en la resolución de la ecuación de tercer y cuarto grado fue para Cardano y su estudiante.

Tartaglia moriría en 1557, en Venecia, sumido en la misma pobreza que le acompañó durante toda su vida. Pero también a Ferrari le esperaba un desenlace trágico: pocos años después del duelo murió, al parecer envenenado por su hermana.

Por suerte, Ferrari no había guardado, como muchos de sus predecesores, ningún resultado oculto. De esta trágica manera quedaron resueltas las ecuaciones de tercer y cuarto grado.

 

* Manuel de León es investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias Matemáticas (ICMAT) y autor, junto con Ágata Timón, coordinadora de comunicación y divulgación del ICMAT, del libro Las matemáticas de los cristales (CSIC-Catarata).

Mira esta figura: no es lo que parece y te explicamos por qué

Por Mar Gulis

Seguramente no es la primera vez que ves esta imagen. Se trata de una ilusión óptica que fue descubierta por el psicólogo F. C. Müller-Lyer en 1889. A pesar de su extrema sencillez, el impacto en el observador es evidente.

La ilusión consta de dos o más segmentos de igual tamaño, pero que parecen más grandes o más pequeños dependiendo de si las puntas de flecha añadidas en sus extremos apuntan hacia adentro o hacia afuera. El del centro, con los terminales hacia fuera, lo percibiremos siempre más largo que los otros dos.

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¿Por qué nuestro cerebro es engañado? La respuesta no es sencilla… La percepción visual es el proceso que nos permite, a través del sentido de la vista, interpretar la información que captamos de las imágenes. Obviamente factores como la luz, el tamaño, la distancia o el movimiento influirán en cómo registramos y percibimos todo lo que miramos. Pero además nuestro cerebro utiliza la memoria visual y toda nuestra experiencia previa para procesar la información en fracciones de segundo y elaborar una imagen tridimensional (esa tercera dimensión es siempre un constructo cerebral, ya que solo recibimos información visual en dos dimensiones a través de las células de la retina).

Sin embargo, en algunas ocasiones las imágenes nos provocan sensaciones contradictorias relacionadas con su tamaño, longitud, forma, movimiento o color. Cuando eso sucede estamos ante ilusiones ópticas, es decir, imágenes que, como los segmentos de Müller-Lyer, hacen que el espectador perciba la realidad alterada.

 

 

El jarrón de Rubin, que también refleja dos caras de perfil (izda.), y líneas diagonales que son paralelas aunque no lo parezcan.

El jarrón de Rubin, que también refleja dos caras de perfil, y líneas diagonales que son paralelas aunque no lo parezcan.

 

A desentrañar qué mecanismos cerebrales explicarían esta confusión dedica parte de su tiempo el investigador Luis Martínez Otero, del Instituto de Neurociencias (CSIC-UMH). Su trabajo consiste en comprender cómo construye el cerebro la percepción visual del mundo. Para averiguarlo este científico recurre a todo tipo de ilusiones ópticas, cuadros e incluso trucos de magia. “Estas ilusiones nos enseñan momentos en los que los mecanismos cerebrales de la visión fallan y nos dan una solución para lo que estamos viendo que es contraria a la de la realidad física”, explica. “Las utilizamos para descifrar cuándo falla el cerebro y por qué ante una imagen determinada interpreta algo que no es correcto”, prosigue.

Las explicaciones a este fenómeno son complejas y ni siquiera definitivas (pueden intervenir diferentes factores en función de qué ilusión estemos considerando). Pero una de las evidencias es la influencia que nuestra experiencia previa, memoria y cultura ejercen en la forma en que percibimos la realidad. Por un lado, “somos animales esencialmente visuales y, si tenemos que fiarnos de algo, normalmente recurrimos a la vista”, señala Martínez Otero. Por otro, la cultura en la que vivimos y nuestra experiencia configuran la manera en la que ‘vemos’ el mundo. Y esto es precisamente lo que corroboran las diferentes reacciones ante estas ilusiones ópticas.

Volvamos a la figura de Muller-Lyer. Como decíamos, la longitud de las dos líneas, aunque no lo parezca, es exactamente la misma. Es evidente que nuestro cerebro nos engaña. Sin embargo, diferentes investigaciones han demostrado que esta ilusión óptica no afecta por igual a  todas las personas.

Estudios con participantes procedentes de culturas diversas han demostrado cómo los occidentales somos más fácilmente ‘engañados’ por estos segmentos. Por el contrario, individuos de culturas muy diferentes, como los miembros de la etnia San, recolectores del desierto del Kalahari, parecen casi ‘inmunes’ a estos trazos. ¿Por qué?

“Estas personas viven en un mundo que es básicamente circular y por eso no ‘caen’ en la ilusión”, apunta Martínez Otero. Es decir, la experiencia visual previa y la manera en la que organizamos el espacio que nos rodea serían determinantes. Nuestro sistema visual  -el de los occidentales en general- se habría adaptado a las esquinas y ángulos rectos que definen multitud de edificios y construcciones, pero este tipo de formas no son comunes en la naturaleza ni en culturas como la de los San.

Entender qué ocurre exactamente en nuestro cerebro cuando miramos los segmentos de Müller-Lyer es una tarea que dejamos a los científicos. Pero podemos extraer un par de conclusiones. A veces las cosas no son lo que parecen. Y a menudo la ciencia es la encargada de demostrarlo.